地理信息系统与环境科学论文.docx

GIS技术在环境科学中的应用摘要：随着社会经济和科技的发展，已经有越来越多的新技术在环境保护科学中应用起来，其中地理信息系统科学与环境科学的交互渗透，使得环境科学的发展有了质的飞跃，使得环境保护的监测、管理、规划都更加的便捷。其中，地理信息系统中开发应用的软件ArcGIS的使用很好地解决了环境保护、环境监测、环境生态学、环境毒理学中需要绘制地理图形的问题，摆脱手工制图的不精确性，提高了环境科学领域工作的效率。地理信息系统是特定的空间信息系统，它处理的对象是多种地理实体，地理现象数据及其空间关系数据，简言之，地理信息系统是对空间数据进行采集，编辑，储存，分析和输出的计算机系统，以其强大的空间数据管理系统以及空间分析能力，实现了准确管理和分析的目的，因此，GIS与环境科学的结合运用有着巨大的发展潜力，GIS 与环境科学在研究对象和研究方法上具有的相似性和互补性,使二者的结合有着巨大的发展潜力,预期在环境管理、环境监测、环境规划、环境影响评价、环境工程及环境地球化学等领域拥有很好的应用前景。关键词：地理信息系统，环境科学，空间关系数据，空间数据管理系统GIS技术的简介地理信息系统(Geographical Information System，简称 GIS) 是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的、动态的地理信息为地理研究和决策服务。地理信息系统能为现实地理空间上的物质和能量运动规律的研究提供方便、准确的空间管理和空间分析手段。GIS系统是在数据库管理系统( DBMS)和计算机辅助设计( CAD)两个比较成熟的软件技术基础上发展起来的,并附加了对空间数据进行管理和分析的特殊功能。GIS以其混合数据结构和独特的地理空间分析功能而别具一格。它所提供的专用函数可用来进行测量、坐标变换、图号和颜色, 根据编辑好的空间数据分层选择, 通过逐层叠加形成各种专题图, 通过绘图机、打印机等输出。GIS是采集、储存、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。GIS 引擎提供大量操作分析功能, 包括:测距、投影变换、统计、拓扑叠压、缓冲区分析、地形表面操作、网络分析等等. 许多GIS 产品允许用户利用宏语言对系统进行扩展, 包括定制菜单和函数等. 有的还支持与外部应用程序进行开放通讯。GIS 可以根据若干原则来分类, 例如: 所完成的任务、目的、专业类型、系统功能、用户类型、行政等级、空间数据模型、数据结构、地理范围和系统操作难易程度等. 这里介绍按照GIS 空间数据模型的不同, 将GIS 软件分为以下几类: 栅格、二维拓扑矢量、数字高程模型(DEM )、不规则三角网(T IN )、三维模型、时序模型等。栅格数据模型在许多产品中都存在, 但趋势是更灵活的二维拓扑或不规则三角网。真正的三维和时序模型还很少使用, 但它们是未来的研究方向. 另外, 图象GIS 将遥感图象与GIS 矢量分析紧密结合起来, 对地形进行三维立体观察和GIS 分析, 这也是目前的研究方向之一。 在环境科学领域中的发展环境问题是21 世纪全球性的问题,对环境问题的研究及解决必然涉及到复杂、敞开的地表系统。而GIS 能为现实地理空间上的物质和能量运动规律的研究提供方便、准确的空间管理和空间分析手段。环境科学研究 水圈、大气圈、土壤圈和生物圈等构成地表系统的环境要素,旨在揭示人类活动对环境要素所造成的影响及其它们之间的相互作用规律,并采取各种合理的工程措施进行调控,以确保环境质量的长期可持续性。由于环境科学涉及复杂和敞开的地表系统,因此GIS 为研究物质和能量在现实地理空间的运动和转化规律提供了方便准确的空间管理和空间分析手段。由于在研究对象和研究方法上所具有的相似性和互补性，GIS 与环境科学的结合运用在环境管理、环境规划、环境监测、环境影响评价、环境工程及环境地球化学等领域拥有广泛的应用前景。GIS在环境监测中的应用 环境监测离不开环境信息的采集和处理，而环境信息85%以上与空间位置有关，因此地理信息系统就成为环境监测的有效工具。在地理信息系统的帮助下，可以方便地获取、存储、管理和分析各种环境信息，并且能为环境监测提供全面、及时、准确、客观和有效的环境信息。地理信息系统具有强大的空间分析和数据处理功能，充分利用GIS的功能模块结合选定的环境监测模型可以对多源环境信息进行处理，从中发现环境演变的动态规律，从而实现对环境的动态监测，并将环境的变化情况、规律制成图片直观地表达出来。3.1 在大气环境动态监测中的应用 随着城市土业化的发展，城市工业企业数量和机动车数量都在急剧增加，有毒有害污染物大量排人到城市空气中，很多国家和地区都在为改善大气环境质量做着努力。而大气环境有着以下特点：1、它的空间